أهمية الإسناد النانوي للمواد الحيوية

 
مع العديد من الاختبارات الميكانيكية التقليدية (الصلابة ، والالتصاق ، والضغط ، والثقب ، وقوة الخضوع ، وما إلى ذلك) ، تتطلب بيئات مراقبة الجودة اليوم مع المواد الحساسة المتقدمة ، من المواد الهلامية إلى المواد الهشة ، دقة أكبر وتحكمًا في الموثوقية. فشلت الأجهزة الميكانيكية التقليدية في توفير التحكم الدقيق في الحمل والقرار المطلوب ؛ مصممة لاستخدامها في المواد السائبة. نظرًا لأن حجم المواد التي يتم اختبارها أصبح ذا أهمية أكبر ، فقد تم تطوير nanoindentation قدمت طريقة موثوقة للحصول على المعلومات الميكانيكية الأساسية على الأسطح الأصغر مثل البحث الذي يتم إجراؤه باستخدام المواد الحيوية. تتطلب التحديات المرتبطة بالمواد الحيوية تطوير اختبار ميكانيكي قادر على التحكم الدقيق في الحمل على المواد شديدة الليونة والهشة. أيضًا ، هناك حاجة إلى أدوات متعددة لإجراء العديد من الاختبارات الميكانيكية التي يمكن إجراؤها الآن على نظام واحد. يوفر Nanoindentation نطاقًا واسعًا من القياس بدقة دقيقة عند الأحمال التي يتم التحكم فيها بالنانو للتطبيقات الحساسة.

هدف القياس

في هذا التطبيق ، فإن Nanovea اختبار ميكانيكي، في وضع Nanoindentation، يتم استخدامه لدراسة صلابة ومعامل المرونة في العاج، والتسوس، ولب الأسنان. الجانب الأكثر أهمية في اختبار Nanoindentation هو تأمين العينة، هنا أخذنا سنًا مقطعًا ومثبتًا بالإيبوكسي تاركين المناطق الثلاثة محل الاهتمام مكشوفة للاختبار.

النتائج والمناقشة

يتضمن هذا القسم جدولًا ملخصًا يقارن النتائج الرقمية الرئيسية للعينات المختلفة ، متبوعة بقوائم النتائج الكاملة ، بما في ذلك كل مسافة بادئة يتم إجراؤها ، مصحوبة بصور ميكروية للمسافة البادئة ، عند توفرها. تعرض هذه النتائج الكاملة القيم المقاسة لمعامل الصلابة ومعامل يونغ مثل عمق الاختراق بمتوسطاتها وانحرافاتها المعيارية. يجب أن يؤخذ في الاعتبار أن الاختلاف الكبير في النتائج يمكن أن يحدث في حالة أن خشونة السطح في نفس نطاق حجم المسافة البادئة.

جدول ملخص للنتائج الرقمية الرئيسية:

خاتمة

في الختام ، لقد أوضحنا كيف أن جهاز اختبار Nanovea الميكانيكي ، في وضع Nanoindentation ، يوفر قياسًا دقيقًا للخصائص الميكانيكية للسن. يمكن استخدام البيانات في تطوير حشوات تتوافق بشكل أفضل مع الخصائص الميكانيكية للأسنان الحقيقية. تتيح قدرة تحديد المواقع لجهاز الفحص الميكانيكي Nanovea رسم خرائط كاملة لصلابة الأسنان عبر المناطق المختلفة.

باستخدام نفس النظام ، من الممكن اختبار صلابة كسر مادة الأسنان عند الأحمال العالية التي تصل إلى 200 نيوتن. يمكن استخدام اختبار تحميل متعدد الدورات على المزيد من المواد المسامية لتقييم المستوى المتبقي من المرونة. يمكن أن يعطي استخدام طرف ماسي أسطواني مسطح معلومات عن قوة الخضوع في كل منطقة. بالإضافة إلى ذلك ، باستخدام التحليل الميكانيكي الديناميكي DMA ، يمكن تقييم خصائص المرونة اللزجة بما في ذلك معاملات الفقد والتخزين.

تعتبر وحدة Nanovea nano مثالية لهذه الاختبارات لأنها تستخدم استجابة ملاحظات فريدة للتحكم بدقة في الحمل المطبق. لهذا السبب ، يمكن أيضًا استخدام وحدة النانو لإجراء اختبار دقيق للخدش. تضيف دراسة مقاومة الخدش والتآكل لمواد الأسنان ومواد الحشو إلى الفائدة الإجمالية للفاحص الميكانيكي. سيسمح استخدام طرف حاد بحجم 2 ميكرون للمقارنة الكمية للتشوه على مواد الحشو بالتنبؤ بشكل أفضل بالسلوك في التطبيقات الحقيقية. يعد التآكل متعدد التمريرات أو اختبار التآكل الدوراني المباشر أيضًا من الاختبارات الشائعة التي توفر معلومات مهمة عن الصلاحية طويلة المدى.